傳統白酒固態發酵過程放線菌探討

寇敏

摘要：本文綜合闡述有關固態發酵中放線菌的研究發展進程，對其次生代謝產物進行分析，對放線菌探索過程中出現的問題進行陳述，對其未來發展方向作了展望。

關鍵詞：白酒；固態發酵；放線菌

放線菌中包含的G+C含量較高，是一種革蘭氏陽性細菌，因可產生大量活性代謝物質著稱，是一種關鍵的微生物群體，在各類生態環境中均有分布。此次課題研究主要是從整體上探究傳統白酒釀造當中的放線菌，并展望國家固體白酒發酵當中放線菌探究出現的問題及其發展遠景。

1. 固態發酵過程放線菌研究

1.1 濃香型白酒發酵過程中放線菌的研究

1986年，孫惠蘭等人分解探究了窖泥當中的放線菌，最終獲得常見的土壤放線菌，比如鏈霉菌等。發現這種放線菌不僅會主動參與土壤當中有機成分的轉換，而且還會產生大量有一定價值的物質，比如蛋白酶等。這個研究成果給分解出可以提升白酒發酵產香用途動力，增加放線菌株數，接種于窖泥從而加快人工培育老窖的速度和品質提升指明了方向。1989年，張有春把人工培育的已酸菌和放線菌混合放入培育的窖池里面，通過培育去掉窯泥臭味，提升窯泥品質和發酵質量，獲得一些效果。2009年，游劍等初步分解鑒別了枝江大曲包含大曲和窯泥里面的優勢細菌。最終發現從枝江春天和夏天發酵使用大曲里面分解的放線菌和鏈霉菌都是優勢菌類，類型單一。大曲里面的放線菌是窯池當中放線菌的主要源頭之一，在白酒制造發酵當中發揮加香和分離底物的效果。

1.2 醬香型白酒發酵過程中放線菌的研究

1980年，崔福來等人對武陵當中的酒醅和大曲進行詳細的微生物分解解析探究，發現在其發酵當中，酵母菌和細菌數量較多，放線菌和霉菌數量較少，放線菌比霉菌多。培育大曲當中，細菌占有絕對性的優勢，放線菌排在其次，霉菌數量最少，成品高溫度大曲里面殘余的微生物主要是抗高溫的細菌、放線菌和很少的霉菌。2004年至2006年，茅臺科技中心微生物研究科室全面調查了茅臺釀酒廠周圍自然環境當中含有的微生物，分別分解、辨別并收藏了工廠釀造環境、居住環境、自然環境當中的土壤和空氣中含有的微生物，其中包括53種細菌、11種酵母、49種霉菌、34種放線菌，這證明放線菌在釀造環境當中是廣泛存在的。但是國內對釀酒當中放線菌的探究大部分都只停留在傳統分解鑒別這個層面上，沒有深入到釀酒當中的詳細功能上。

1.3 其他香型白酒發酵過程中放線菌的研究

1996年，李云英等人初步探索大曲酒微生物系，采用培養基分解培育四個釀酒廠酒醅當中的微生物，一共獲得50多種霉菌、30多種細菌、20多種酵母菌、3種放線菌。這三株高溫度放射菌可產生乳酸和檸檬酸。在大曲酒發酵當中，放線菌是最少的，而且其數量、類型在發酵前后差別較小，都是高溫度放射菌。杏花村汾酒工廠在20世紀60年代也曾經在成品大曲當中分解出放線菌。王海燕等人解析了濃香類型和芝麻香類型白酒酒醅微生物細菌群的16SrRNA復制文庫的構成和序列，發現放線菌微生物只出現在芝麻香型文庫當中。

2. 固態發酵過程中放線菌次生代謝產物

從1943年Waksman第一次在鏈霉菌當中發現鏈霉素，放射菌就一直被作為抗生素、酶物質和其抑制溶劑等各式生理活性物品的關鍵產生菌使用。

2.1 放線菌發酵過程產生的生物酶

除了可以制造很多抗生素之外，放線菌還可以產生很多的生物活性酶。放線菌產酶中比較常見的包括纖維素酶、淀粉酶和聚糖酶等。

2.2 白酒釀造過程放線菌代謝產物研究

由于放線菌本身具有較強的產生活性物質的能力，可讓固態發酵當中放線菌的次生代謝產出物的類型更具多樣性，這些代謝產物會給白酒釀造當中其他微生物的成長代謝和白酒品質帶來很大的影響。這可能是因為白酒釀造當中細菌、酵母菌、霉菌很多、代謝繁雜、代謝方式和環境間有緊密關系的原因。于濤等人解析濃香類型白酒釀造相應放線菌發酵液體里面的主要醇溶特性和水溶特性揮發物質相色譜和質譜發現，120多株放線菌都擁有能夠產生很多揮發物質的屬性，不同源頭的放線菌其產物類型有一定差別，而Streptomyces屬性的多株放線菌可以制造酸類物質，醇類物質等濃香類型白酒里面的關鍵散發香氣和味道物品。

2.3 放線菌在群體微生物發酵過程中的生物調節作用

大部分放線菌都會產生一些抗生素，比如放線菌酮、鏈霉素和紅霉素等。上述抗生素大部分都是可以限制細菌或者真菌細胞壁的合并、DNA復制刻錄和轉錄、蛋白質合并和損壞細胞膜的正常作用。放線菌在細微生態環境里面和細菌、真菌等相互出現抗拒作用，或者搶奪固定的營養空間，雙方成長受到限制產生競爭關系。

3. 我國固態發酵過程中放線菌研究限制因素

國內在探究固態發酵當中放線菌時受到了很多制約因素的影響，主要包括：一是樣品采集比較困難、數量較大，較深層次窖泥當中搜集酒醅和很多種釀造關聯的微生物，比如細菌，酵母菌等給放射菌帶來的影響。再加上各類香型白酒釀造工藝不一樣、環境各不相同，制約了探究部門和人員的參與程度；二是放線菌在白酒探究領域的功效作用還沒有引起產業的重視，產業探究者把大部分精力放在探究細菌、酵母菌等其他微生物體系方面。中國白酒探索一直是各個時期食物發酵科技人員的關鍵課題，由于自然環境不一樣，生產制造工藝完全不同，形成了國內各具個性的白酒樣式。

4. 傳統白酒固態發酵過程放線菌研究展望

放線菌可產生、分離纖維素、半纖維素的纖維素酶類放射菌、木聚糖酶物質，可分離淀粉、蛋白物質的淀粉酶、蛋白酶等物質。因此強化探索放線菌，可以挑選高產量纖維素酶物質、淀粉酶物質、蛋白酶物質菌株，具體使用在釀酒當中，提升效能和釀造品質。Streptomyces屬放線菌，可以制造丁酸乙酯等，對濃香類型白酒口味擁有關鍵影響的醇溶解性和水溶解性揮發物質。通過探索發酵當中的放線菌，可以挑選特色風味菌。放線菌可以制造抗生素，而大部分抗生素都和細菌、真菌存在拮抗或競爭效用，通過探究發酵當中放線菌代謝過程和功能，不僅可以控制發酵進程，完成發酵生態完備，還可以給白酒安全健康飲用提供方向。白酒固態發酵當中包含極限環境，比如醬香類型白酒釀造當中的高溫制曲、高溫度積累，很多研究證明放線菌可以制造抗高溫酶物質，給挑選功能類型高溫放線菌制作大曲提供了相關支持。